linux内核协议栈与DPDK

linux内核⽹络协议栈越来越多的被关注，因为⽹络流量发⽣的巨⼤的变化，每⼩时的流量相当于过去⼏天的流量。linux内核⽹络协议栈的性能本⾝就不好，⼀些内核协议栈的实现瓶颈被发现，因此即使10GE的⽹卡⼤量投⼊使⽤也没有带来预期的性能提升。

因此⼀些跳过内核来处理⽹络包的技术⼿段应允⽽⽣，主要⽬的是为了实现低延迟，低消耗，⾼吞吐的⽹络，典型代表是DPDK。 那么DPDK是如何处理报⽂的呢？

在说明这个问题之前，我们先描述下linux内核的协议栈实现。 Linux内核收包处理流程：

• 1，当⽹卡收到报⽂后，通过DMA机制将报⽂放到内存
• 2，⽹卡触发中断通知系统有报⽂到达（⼀个报⽂，⼀个中断），系统分配sk_buff，将报⽂copy到这块sk_buff中，然后交由协议栈处理
• 3，经过协议栈处理，将报⽂上送⽤户态应⽤程序处理从上⾯的简单描述可以看出，处理越多报⽂就消耗越多资源（中断，内存等）

•    a.⼀个报⽂⼀个中断，中断将打断CPU并且涉及上下⽂切换，将消耗系统资源
  

•   b.每个报⽂都要分配sk_buff，申请分配将消耗很多资源，同时linux为了兼容很多协议将sk_buff设计的过于复杂和庞⼤，导致处理变得缓慢。
  

•   c.其次，当⽤户态程序需要收发包时涉及多次系统调⽤和上下⽂切换，这些切换将消耗⼤量的系统资源。
  

为了解决a/b问题，Linux在2.6版本开始⽀持NAPI，⼤体原理如下：⽹卡⾸先⼯作在中断模式，⾸包到达后中断处理程序处理报⽂，然后关闭⽹卡中断然后进⼊轮询模式，轮询检查⽹卡收包队列然后收包。其中轮询模式处理函数由⽹卡驱动实现，初始化过程中挂接即可。 DPDK如何解决这些问题